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阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种最常见的神经退行性疾病,严重威胁着人类健康。该疾病的主要病理特征是β-淀粉样蛋白(Amyloidβ-protein,Aβ)的细胞外过度聚集,引起线粒体功能障碍、氧化应激和神经元死亡,从而造成认知障碍等一系列行为学病变。β-淀粉样蛋白和氧化应激可作为该疾病的重要治疗靶点。但目前基于Aβ检测和抑制的临床诊疗实验绝大部分以失败告终,一方面是由于血脑屏障(Blood brain barrier,BBB)的存在,多数分子无法穿越BBB发挥成像和治疗作用;另一方面是缺乏高效的特异性成像诊断和靶向治疗手段,造成后期的治疗介入过晚、治疗效率不理想。因此如何构建BBB穿透率高、灵敏度高、且兼具治疗功能的脑靶向诊疗探针,是AD诊疗一体化研究的关键和热点。利用分子设计和纳米自组装技术,合理构建一种靶向解聚Aβ纤维和缓解病灶区活性氧(Reactive oxygen species,ROS)双功能的纳米诊疗剂,在AD疾病的治疗领域具有广阔的应用前景。目前临床常用的AD成像手段主要有磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)和正电子发射型计算机断层显像(Positron emission computed tomography,PET),这些方法操作繁琐、特异性低、半衰期短、价格昂贵,对人体有辐射风险,在Aβ检测方面具有不可避免的局限性。近红外(Near infrared,NIR)荧光成像是近些年新兴的一种成像方式,具有穿透性大和灵敏度高的优势,广泛应用于生物活体成像示踪研究。但是目前所报道的近红外Aβ荧光探针发射仅能拓展到NIR-I区(<800 nm),生理状态下易聚集淬灭,成像灵敏度低;同时已有探针无法有效穿越血脑屏障并解聚Aβ纤维、减少有害氧化应激,实现保护神经元的目标。聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)是一种基于分子内运动受限的聚集增强发光现象,具有抗聚集淬灭、高稳定性、良好的生物相容性优势,广泛用于生物诊疗领域。近红外AIE探针具有远优于传统探针的特殊发光优势和治疗潜力,但用于AD诊疗的研究报道还相对较少,一方面原因是近红外分子的分子量较大(>600Da),由于血脑屏障的存在,致使探针入脑量较少,成像信噪比低;另一方面Aβ的强疏水核心靶标片段(Aβ16-20,KLVFF)对近红外AIE分子中官能团的靶向特异性结合及解聚提出了巨大挑战。因此如何从全新的角度,设计具有优异BBB穿透、高灵敏检测和特异性解聚的脑靶向近红外AIE诊疗探针是本论文的研究重点。基于以上内容,本论文中我们基于先进的智能纳米药物技术,通过双元AIE组分共组装构建一种脑靶向ROS响应的近红外AIE纳米复合物。该系统分别包括两种AIE组装基元:(1)其中一种AIE分子(简称为PTB)引入烷基噻吩作为电子给体,起到扭曲分子骨架,结合多转子设计实现AIE特性和增溶的目的;苯环增加电子共轭,有效拓宽分子吸收;强吸电子效应的苯并双噻二唑为分子骨架(电子受体),是近红外吸收和发射的基础,其与Aβ的疏水端相互作用,二羟乙基胺与Aβ亲水氨基酸形成氢键结合,共同解聚Aβ纤维结构;(2)另一种基元为具有相同分子主体、络合Ce(Ⅲ)的AIE分子(简称为Tp PTB-Ce),由于活性中心Ce的引入,赋予其强还原性能,可有效降低AD病灶区的氧化应激,并减轻神经元损伤。所得纳米复合物经脑靶向多肽(促血管生成素-2,Ang-2)修饰后,能高效穿越血脑屏障。在AD病灶区高ROS水平的刺激下,纳米复合物中的响应模板(DSPE-TK-PEG)裂解并释放两种AIE功能组分,实现Aβ的解聚和脑内的氧化还原平衡,保护脑内神经元活性。利用紫外吸收和荧光光谱测试验证所得纳米复合物具有优异的近红外吸收(765nm)能力和近红外二区发射性能(拖尾至1550 nm)。元素分析证明两种组分均匀掺杂在整个纳米复合物中。体外BBB实验结果证明靶向修饰有效促进了纳米复合物的BBB穿越(1.5倍)。细胞毒性实验显示靶向纳米复合物具有良好的生物相容性,同时通过解聚Aβ纤维,有效逆转神经内分泌细胞(PC12)的细胞毒性,实现神经保护的功能。利用溶血、血常规、血生化实验,检测纳米复合物具有良好的体内生物安全性。药代动力学数据表明靶向修饰有效延长纳米复合物体内循环时间(消除半衰期为3.22小时)至5.82小时。作为一种优异的近红外二区成像剂,高效辅助监测纳米复合物穿越AD鼠BBB的过程。通过水迷宫、筑巢等一系列行为学实验表征,结合治疗后脑切片的免疫荧光观察,验证AIE纳米复合物解聚Aβ、重塑氧化还原平衡、高效保护神经元活性、改善小鼠认知和行为学的功能。这种新颖巧妙的脑靶向ROS响应结合近红外AIE的诊疗策略,为AD的可视化精准治疗提供了一种临床防治新思路。